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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高熵材料,具体而言,涉及一种高熵硫化物及其制备方法和应用。
技术介绍
1、大面积、高质量的二维晶体材料的可控制备是实现其在光电、柔性器件等领域应用的重要基础;其中,二维高熵硫化物材料作为一类新兴的纳米材料体系,能结合二维纳米材料和高熵合金的优势,具有独特的金属组分和可调的能带结构,在光电探测领域表现出优异性能。目前,高熵硫化物一般可通过高温固相法和溶剂热法制备,但由于高熵硫化物中具有多种元素,且各元素具有不同的物理性质,在形核和长大的过程中易发生元素偏析。
技术实现思路
1、本专利技术解决的问题是:采用现有的方法制备的高熵硫化物易发生元素偏析。
2、为解决上述问题,本专利技术提供一种高熵硫化物的制备方法,基于具有第一温区、第二温区和第三温区的高温管式炉,包括:
3、步骤s1、向所述高温管式炉中通入载气,将硫粉置于所述第一温区,将所述第一温区、所述第二温区、所述第三温区分别升温至第一温度、第二温度、第三温度;
4、步骤s2、将金属源、反应衬底分别置于所述第二温区、所述第三温区,保持预设时间,将所得反应产物置于液氮中冷却,得到高熵硫化物;
5、其中,所述金属源由三氧化钼、五氧化二钽、二氧化钒、三氧化钨和二氧化钛混合而成;所述第一温区、所述第二温区和所述第三温区沿着所述载气的流向依次排布,所述第一温度为300-350℃,所述第二温度为850-950℃,所述第三温度为1050-1100℃。
6、可选地,所述金属源中,
7、可选地,所述硫粉与所述金属源的质量之比为(4-6):1。
8、可选地,所述步骤s2中,所述预设时间为15-30min。
9、可选地,所述步骤s1中,所述载气为氮气。
10、可选地,所述载气的流速为35-55sccm。
11、可选地,所述步骤s2中,所述反应衬底的材质包括蓝宝石、硅和氮化铝中的一种。
12、可选地,所述反应衬底的材质为蓝宝石。
13、本专利技术还提供了一种高熵硫化物,采用如上所述的高熵硫化物的制备方法制成。
14、本专利技术还提供了一种如上所述的高熵硫化物在光电
的应用。
15、与现有技术相比,本专利技术以三氧化钼、五氧化二钽、二氧化钒、三氧化钨和二氧化钛的混合物为金属源,以硫粉为硫源,通过预先将第二温区、第三温区分别升温至850-950℃、1050-1100℃,然后将金属源、反应衬底分别置于第二温区、第三温区,能够实现金属源和反应衬底的快速升温,反应结束后通过液氮对反应产物进行快速冷却,能够避免制得的高熵硫化物发生元素偏析。另外,本专利技术提供的二维高熵硫化物具有较佳的光电响应性能,在光电
具有广泛的应用前景。
【技术保护点】
1.一种高熵硫化物的制备方法,其特征在于,基于具有第一温区、第二温区和第三温区的高温管式炉,包括:
2.根据权利要求1所述的高熵硫化物的制备方法,其特征在于,所述金属源中,所述三氧化钼、所述五氧化二钽、所述二氧化钒、所述三氧化钨和所述二氧化钛的质量之比为(4-6):(0.9-1.1):(0.9-1.1):(4-6):1。
3.根据权利要求2所述的高熵硫化物的制备方法,其特征在于,所述硫粉与所述金属源的质量之比为(4-6):1。
4.根据权利要求1所述的高熵硫化物的制备方法,其特征在于,所述步骤S2中,所述预设时间为15-30min。
5.根据权利要求1所述的高熵硫化物的制备方法,其特征在于,所述步骤S1中,所述载气为氮气。
6.根据权利要求1所述的高熵硫化物的制备方法,其特征在于,所述载气的流速为35-55sccm。
7.根据权利要求1所述的高熵硫化物的制备方法,其特征在于,所述步骤S2中,所述反应衬底的材质包括蓝宝石、硅和氮化铝中的一种。
8.根据权利要求7所述的高熵硫化物的制备方法,其特征在于
9.一种高熵硫化物,其特征在于,采用如权利要求1-8任一项所述的高熵硫化物的制备方法制成。
10.一种如权利要求9所述的高熵硫化物在光电技术领域的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种高熵硫化物的制备方法,其特征在于,基于具有第一温区、第二温区和第三温区的高温管式炉,包括:
2.根据权利要求1所述的高熵硫化物的制备方法,其特征在于,所述金属源中,所述三氧化钼、所述五氧化二钽、所述二氧化钒、所述三氧化钨和所述二氧化钛的质量之比为(4-6):(0.9-1.1):(0.9-1.1):(4-6):1。
3.根据权利要求2所述的高熵硫化物的制备方法,其特征在于,所述硫粉与所述金属源的质量之比为(4-6):1。
4.根据权利要求1所述的高熵硫化物的制备方法,其特征在于,所述步骤s2中,所述预设时间为15-30min。
5.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员:王然,李小峰,张幸红,韩杰才,
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学,
类型:发明
国别省市:
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